18
Sedangkan definisi multimedia interaktif menurut Majid 2007:181 : “Multimedia
interaktif adalah kombinasi dari dua atau lebih media audio, teks, grafik, gambar, animasi, dan video yang oleh penggunanya dimanipulasi untuk mengendalikan
perintah dan atau perilaku alami dari suatu presentasi.”
Jadi, multimedia interaktif dapat diartikan sebagai kombinasi beberapa media
teks, gambar, grafik, suara, animasi, video yang saling konvergen dimana antara pengguna dan media ada hubungan timbal balik, memberikan kemudahan serta
kelengkapan isi sehingga pengguna bisa menggunakan tanpa bimbingan orang lain. Sesuai dengan penelitian pengembangan ini, akan dikembangkan media
tutorial yang bersifat interaktif dengan menghadirkan materi yang disertai animasi-animasi menarik, praktikum virtual, serta uji kompetensi untuk mengukur
kemampuan siswa.
E. Konsep Listrik Dinamis
Konsep yang diambil dalam pengembangan media tutorial ini adalah materi listrik dinamis. Materi ini dipelajari pada kelas X semester genap, yaitu standar
kompetensi SK : menerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi; dan kompetensi dasar KD :
memformulasikan besaran-besaran listrik rangkaian tertutup sederhana, mengidentifikasi penerapan listrik AC dan DC dalam kehidupan sehari-hari, dan
menggunakan alat ukur listrik. Pembahasan konsep yang disajikan dalam media tutorial adalah seperti di bawah
ini:
19
1. Arus Listrikdan Potensial Listrik Arus listrik didefinisikan sebagai aliran muatan melalui sebuah konduktor.
Alrus listrik akan mengalir pada suatu penghantar jika ada perbedaan “tekanan” listrik pada kedua ujung penghantar tersebut. “Tekanan” listrik ini
disebut potensial listrik. Beda potensial listrik disebut pula sebagai beda tegangan listrik. Beda
tegangan listrik dilambangkan dengan simbol V. Satuan dalam beda potensial adalah Volt. Perbedaan “tekanan” listrik di ujung A dan ujung B diakibatkan
oleh perbedaan penumpukan muatan listrik positif pada kedua ujung penghantar. Penumpukan muatan listrik positif yang lebih banyak di ujung A
mengakibatkan potensial di ujung A lebih tinggi dibandingkan dengan potensial di ujung B.
Jika tidak ada lagi perbedaan potensial antara ujung A dan ujung B, tidak ada
lagi arus listrik yang mengalir pada penghantar. Makin tinggi perbedaan potensial antara ujung-ujung penghantar itu, makin deras aliran listrik yang
mengalir melaluinya. Derasnya aliran listrik disebut kuat arus listrik. Kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu kawat penghantar didefinisikan
sebagai banyaknya muatan listrik yang melewati penampang penghantar itu tiap satu satuan waktu. Kuat arus listrik dilambangkan dengan i. Kuat arus
diformulasikan dengan persamaan sebagai berikut: � = ∆
Dengan Q adalah jumlah muatan yang melewati konduktor pada suatu titik selama selang waktu ∆t.
20
2. Hambatan Listrik Sifat atau watak suatu konduktor atau sembarang piranti listrik yang
menentukan kuat atau lemahnya arus listrik yang mengalir melaluinya disebut hamabatan listrik. Makin besar hambatan suatu penghantar makin lemah arus
listrik yang mengalir melaluinya. Contoh piranti atau komponen yang dirancang khusus untuk memberikan hambatan tertentu yang dibutuhkan
disebut resistor dab dilambangkan dengan simbol.
Gambar 2.4 Simbol Hambatan Listrik
R adalah besarnya hambatan yang dimiliki resistor tersebut. Hambatan listrik suatu penghantar atau suatu piranti listrik didefinisikan sebagai nisbah atau
rasio beda potensial yang dipasang pada ujung-ujung penghantar atau piranti listrik itu dengan kuat arus yang mengalir melalui penghantar atau piranti
listrik itu.
Gambar 2.5 Penghantar listrik
Penghantar adalah salah satu contoh piranti yang memiliki hambatan yang tidak bergantung pada beda potensial yang dipasang pada kedua ujungnya.
Hambatan suatu kawat penghantar bergantung pada ukuran geometris dan jenis bahan. Makin panjang suatu penghantar, makin besar hambatannya.
Makin luas penampang suatu penghantar, makin kecil hambatannya. Jenis
21
atau bahan penghantar juga berperan dalam menentukan besar kecilnya hamabatan listrik suatu penghantar. Besarnya hambatan R sebuah penghantar
ditentukan dari persamaan:
= ��
�
Dengan ρ adalah hambatan jenis dari bahan penghantar, L adalah panjang penghantar, A adalah luas penampang penghantar, dan R adalah hambatan
suatu penghantar.
3. Hukum Ohm Hukum ohm menyatakan “ kuat arus yang melewati suatu piranti selalu
berbanding lurus dengan beda potensialnya dan berbanding terbalik dengan hambatannya”. Untuk lebih memahami hukum ohm tersebut, sebaiknya
melakukan percobaan atau pengamatan pada rangkaian tertutp lengkap dengan alat ukur untuk melihat nilai kuat arus dan beda potensial. Skema
percobaan seperti gambar di bawah ini.
Sumber tegangan hambatan
Amperemeter
A +
-
voltmeter
V
- +
Gambar 2.6 Skema Percobaan Hukum Ohm
22
Pernyataan dinyatakan dengan persamaan:
� =
Dengan Radalah hambatan kawat atau suatu alat lainnya ohm , V adalah beda potensial antara kedua ujung penghantar volt, dan iadalah kuat arus
ampere. Perlu ditekankan hukum ohm tidak berlaku setiap piranti atau komponen
listrik. Ada piranti yang tidak tunduk pada hukum ohm, misalnya dioda.
4. Daya dan Energi pada Rangkaian Listrik Daya P merupakan laju perpindahan tenaga dari baterai ke piranti yang
dipasang pada rangkaian, yaitu jumlah tenaga yang dipindahkan dari baterai ke piranti persatuan waktu. Daya P dihitung dengan persamaan:
= .
� Dengan V adalah beda potensial antara ujung-ujung kawat, i adalah arus yang
melalui piranti rangkaian, dan P adalah daya dalam Watt W. Karena kuat arus berbanding lurus dengan beda potensial atau dengan melihat persamaan
hukum ohm, maka daya P diformulaiskan dengan persamaan: =
�
2
. atau =
2
Energi listrik pada suatu sumber arus listrik dengan beda potensial selang waktu tertentu dinyatakan oleh:
= . atau =
. �.
Karena P = i . V, maka: =
23
Jadi daya listrik juga didefinisikan sebagai banyaknya energi listrik tiap satuan waktu.
5. Menghitung Kuat Arus dalam Rangkaian a Rangkaian Satu Loop
Prinsip pertama yang harus dipahami adalah kaidah Kirchoff untuk tegangan yang berbunyi sebagai berikut: “Jumlah aljabar semua
perubahan potensial yang dijumpai sepanajang penelusuran sebuah loop harus nol.”
Jika potensial listrik boleh diandaikan sebagai ketinggian suatu tempat,
kaidah kirchoff dapat diumpamakan sebagai orang yang melakukan perjalanan sepanjang jalan yang melingkar di pegunungan. Sepanjang
perjalanan melingkar yang ia tempuh itu ia akan merasakan jalan yang naik turun. Namun, ketika ia kembali ke tempat semula, ia akan kembali
ke ketinggian yang sama. Artinya, perubahan ketinggian total selama perjalanan nol.
Untuk lebih memahami aturan tersebut, tinjaulah sebuah rangkaian yang
tersusun atas sebuah sumber tegangan yang berupa baterai. Berikut bentuk rangkaiannya.
24
V R
a
i
Gambar 2.7 Rangkaian Listrik Sederhana
Andaikan penelurusan dimulai dari titik a searah dengan gerak jarum jam dan adandaikan pula bahwa titik a itu memiliki tegangan V
a
. Ketika kita melewati baterai, tegangan bertambah sebesar V. Jadi, titik yang berada
tepat di sebelah kiri baterai memiliki tegangan V
a
+ V. Jika kuat arus yang mengalir sepanjang loop itu i, karena kawat penghantar tersebut dianggap
tak berhambatan, tidak ada perubahan tegangan selama melintasi kawat. Jadi, tegangan tepat di depan resistor tetap V
a
+ V. Ketika selesai melintasi resistor, terjadi penurunan tegangan sebesar iR. Jadi, tegangan
tetap di belakang resistor adalah V
a
+ V – iR. Sekali lagi, karena kawat
penghantar tidak memiliki hambatan, tidak ada lagi perubahan tegangan selama melintasi kawat penghantar hingga di titik a. Jadi sesampainya di
titik a, berlaku:
�
+ − � =
�
atau − � = 0
Hasil yang sama juga diperoleh jika penelusuran dilakukan dalam arah
yang berlawanan dengan gerak jarum jam. Dari contoh berikut dapat diambil kaidah praktis sebagai berikut.
Kaidah Hambatan: Selama melintasi sebuah resistor dengan hambatan sebesar R dalam arah yang sama dengan mengalirnya arus listrik i, terjadi
25
perubahan tegangan sebesar –iR. Selama melintasi sebuah resistor dengan
hambatan sebesar R dalam arah yang berlawanan dengan mengalirnya arus listrik i, perubahan tegangan sebesar +iR.
1 Rangkaian Satu Loop dengan Sumber Tegangan Tak Ideal
Suatu sumber tegangan dikatakan tak ideal jika mempunyai hambatan dalam. Oleh karena itu, rangkaian listrik yang diilustrasikan dalam
gambar berikut.
V R
a
r i
Gambar 2.8 Rangkaian Listrik dengan Hambatan dalam pada Sumber Tegangannya
Jika sumber tegangan diganti dengan sumber tegangan tak ideal dengan hamabatan dalam sebesar r. Dengan menggunakan kaidah di atas, dimulai
dari titik a searah dengan perputaran jarumjam diperoleh bahwa.
= � + �
2 Rangkaian Resitor Seri
Dengan meninjau gambar seperti di bawah ini.
26
V R
1
Va
i
R
2
R
3
Gambar 2.9 Rangkaian Resistor Seri
Dengan menggunakan kaidah tadi, maka diperoleh:
�
+ − �
1
− �
2
− �
3
=
�
atau
− �
1
− �
2
− �
3
= 0
Dari persamaan terakhir ini, dapat disimpulkan bahwa:
� =
1
+
2
+
3
Secara umum, dapat dikatakan bahwa n buah resistor yang dipasang secara seri dapat diganti dengan sebuah resistor yang nilai hambatannya
sama dengan jumlahan nilai hambatan masing-masing resistor.
=
1
+
2
+
3
+ … +
�
b Rangkaian Banyak Loop Pada rangkaian banyak loop, masih berlaku kaidah kirchoff. Namun
kaidah tersebut adalah kaidah Kirchoff untuk arus yang berbunyi: Kaidah Kirchoff Arus: Jumlahan arus-arus yang melewati suatu titik
percabangan sama dengan nol. Arus yang menuju titik percabangan diberi tanda plus, arus yang keluar dari titik percabangan diberi tanda minus.
27
Untuk lebih memahaminya, perhatikan gambar berikut.
V
2
R
1
a
R
2
V
1
b i
2
i
1
i
3
Gambar 2.10 Rangkaian Listrik dua Loop
Penerapan kaidah Kirchoff untuk tegangan diterapkan sehingga menghasilkan :
2
− �
2 2
+ �
2
0 = 0 � �
2
= �
2 2
�
2
=
2 2
Karena V
2
dan R
2
diketahui maka i
2
dapat dihitung. Penerapan kaidah untuk tegangan pada loop bawah menghasilkan persamaan.
1
− �
1 1
+ �
1
0 = 0 � �
1
= �
1 1
�
1
=
1 1
Karena V
1
dan R
1
diketahui i
1
dapaat dihitung. Penerapan kaidah kirchoff untuk titik percabangan a dan b menghasilkan persamaan.
−�
2
+ �
2
+ �
3
= 0
Dari persamaan terakhir ini, diperoleh bahwa.
�
3
= �
2
− �
2
=
1 1
−
2 2
28
Rangkaian Resistor Paralel Tinjaulah sebuah rangkaian yang tersusun atas dua buah loop
sebagaimana diperlihatkan oleh gambar berikut.
R
1
a
R
2
V
b i
2
i
1
i
3
Gambar 2.11 Rangkaian Resistor Paralel Penerapan kaidah tegangan pada loop atas menghasilkan persamaan.
−�
2 2
+ �
1 1
= 0
atau
�
2
= �
1 1 2
Penerapan kaidah tegangan pada loop bawah menghasilkan persamaan.
− �
1 1
= 0
atau
�
1
=
1
Dari persamaan sebelumnya, diperoleh.
�
2
= �
1 1 2
=
2
Dengan kaidah arus untuk titik percabangan, diperoleh.
29 �
3
= �
1
+ �
2
=
1
+
2
= 1
1
+ 1
2
Secara umum jika n buah resistor dirangkai secara paralel satu terhadap yang lain, rangkaian n buah resistor tersebut dapat diganti dengan sebuah
resistor senilai R yang memenuhi persamaan.
1 =
1
1
+ 1
2
+ ⋯ +
1
�
6. Alat Ukur Listrik a Amperemeter
Amperemeter adalah alat untuk mengukur kuata arus pada suatu rangkaian. Amperemeter dalam suatau rangkaian disimbolkan seperti di
bawah ini.
A
Gambar 2.12 Simbol Amperemeter
Pemasangan Amperemeter dalam suatau rangkaian dipasang secara seri atau dengan cara memutuskan untuk sementara penghubung penghantar
yang akan dihitung arusnya.
Sumber tegangan hambatan
Amperemeter
A
+
-
Gambar 2.13 Skema Pemasangan Amperemeter
30
Karena dipasang seri, pemasangan hambatan dalam suatu amperemeter harus sangat kecil. Kalau tidak, pemasangan amperemeter secara seri pada
cabang akan merubah nilai hamabtan total yang dimilki oleh cabang itu. Akibatnya, arus yang mengalir pada cabang itu berubah terukur bukan
yang sebenarnya.
b Voltmeter Voltmeter digunakan untuk mengukur beda tegangan antara dua titik pada
suatu rangkaian secara langsung. Dalam rangkaian listrik, voltmeter dilambangkan seperti di bawah ini.
V
Gambar 2.14 Simbol Voltmeter
Pemakaian voltmeter lebih sederhana, yaitu menghubungkan ujung-ujung voltmeter dengan dua titik yang hendak diukur beda potensialnya.
Sumber tegangan hambatan
voltmeter
V
-
+
Gambar 2.15 Pemasangan Voltmeter
31
Karena harus dipasang paralel dengan piranti-piranti yang akan diukur beda potensial ujung-ujungnya, voltmeter yang baik harus memiliki
hambatan dalam yang sangat besar. Hal ini dilakukan ag ar hambatan total rangkaian paralel voltmeter dengan piranti-piranti itu tidak berubah. Jika
hambatan totalnya tidak berubah, beda tegangan pun tidak berubah.
F. Adobe Flash CS 4Professional
